中国将建造全球首座钍基熔盐堆核电站

界面新闻记者 | 戴晶晶

中国有望在明年开建全球首座钍基熔盐堆核电站。

近日，中国科学院上海应用物理研究所(下称上海应物所)发布《小型模块化钍基熔盐堆研究设施项目环境影响报告书（选址阶段）》(下称《报告书》)，披露将新建10兆瓦电功率(10 MWe)小型模块化钍基熔盐堆项目(下称研究堆)，设计最大热功率60 MWt。

这将是全球首座钍基熔盐反应堆核电站，建设目标为2025年年内破土动工，2029年首次临界并满功率运行。

该项目旨在实现研究堆的系统集成以及验证，为大型商业堆的建设提供必要的技术、数据以及经验。“同时通过研究堆及相关设施的建设，带动一大批涉及材料及高端装备制造技术的发展。”《报告书》称。

熔盐反应堆是第四代核电站堆型，使用高温熔盐作为冷却剂，具有高温、低压、高化学稳定性、高热容等热物特性。因不需要使用昂贵的压力容器，适合建成紧凑、轻量化和低成本的小型模块化反应堆。

此外，熔盐反应堆可以用钍作为燃料，降低对铀的对外依存度。钍大量存在于地壳表层，资源丰富。《经济日报》曾报道称称，中国钍铀储量之比约为6:1，已探明的钍工业储备量约为28万吨，居世界第二位。

由于无需使用水作为冷却剂，熔盐反应堆可建于地下或干旱地区。

目前，中国已建成2 MWt液态燃料钍基熔盐实验堆(TMSR-LF1)，位于甘肃省武威市民勤县红沙岗工业集聚区，建设和营运单位均为上海应物所。

2023月6月，TMSR-LF1取得国家核安全局颁发的运行许可证；《报告书》提及，当年10月，TMSR-LF1首次达到临界状态。

最新的研究堆也将由上海应物所建设和营运，拟选址位置同样位于民勤县红沙岗工业集聚区，在TMSR-LF1附近。项目还将建设钍基燃料盐研究中心、放射性废物整备中心、研究堆发电机房（含电控楼及35kV升压站）、35kV变电站等配套设施。

国际上自上个世纪就开始研究熔盐实验堆。

1965年，美国橡树岭国家实验室建成的熔盐实验堆(MSRE)第一次实现自持核反应，并在3年后成为有史以来第一个以铀-233为燃料的反应堆。但由于经费等考虑，美国原子能委员会决定将重点放到其它设计，于1973年正式结束了熔盐研发项目。

中国也曾在1970年代选择钍基熔盐堆作为发展民用核能的起步点。1971年，上海“728工程”建成了零功率冷态熔盐堆并达到临界，但限于当时的科技、工业和经济水平，后转为建设轻水反应堆。

2011年，中国重启钍基熔盐堆研究，钍基熔盐堆核能系统(TMSR)入选中国科学院首批启动的五项战略性先导科技专项，计划用20年左右的时间，在国际上首先实现钍基熔盐堆的应用。

《武威市人民政府关于印发武威市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要的通知》明确， 要建成2兆瓦钍基熔盐实验堆项目，建设30兆瓦熔盐储能、10兆瓦高温制氢项目，新建20兆瓦钍基熔盐研究堆项目，建成世界首座10 MWe小型模块化钍基熔盐研究堆。

2023年末，中国船舶集团有限公司旗下江南造船（集团）有限责任公司发布了全球首型、世界最大24000TEU级核动力集装箱船船型， 采用堆型熔盐反应堆设计方案，并获得挪威船级社(DNV)颁发的原则性认可证书。

中国还参与了气冷快堆外的其他第四代核电技术的研发。

根据第四代核能系统国际论坛(GIF)的推荐，六种四代（先进）堆型分别为钠冷快堆、超高温气冷堆、铅冷快堆、熔盐堆、超临界水冷堆和气冷快堆。

第四代核能系统的目标是使核电具有更好的经济竞争性、安全和可靠性，要求燃料利用率高、废物产生量小，以及拥有防扩散和外部侵犯的能力，是核能下一步发展的方向。

去年12月6日， 全球首座四代核电石岛湾高温气冷堆——山东石岛湾高温气冷堆核电站投入商运。

钠冷快堆是目前运行经验最丰富的先进核能系统，全球范围内运行时间累计达到400堆年，为运行堆年最长的四代核电技术。堆年是指一个反应堆运行一年。

2022年12月，中国小型钠冷快堆核电源研发工作取得重要突破，在国际上首次实现耦合斯特林发电系统的小型钠冷快堆核电源非核集成测试装置“一键启停堆”验证试验。

界面新闻就钍基熔盐堆核电站项目联系上海应物所，截至发稿未收到回应。